第14章 直覺or推理(1 / 3)

講真,蕭淩衝的數學感還是不錯的,這些他原本倒沒什麼不理解的。他的主要短板還是在理化上。可是蕭淩衝忽然意識到,他之前也隻是默認了別人確定了的他拿來用就可以,公式什麼的記得就好,並沒有自己好好地去推導過一遍。

現在,他開始琢磨,二次函數的圖像為什麼是一個這樣的曲線。以前的畫圖法,現在看來變得不夠有說服力。難道就因為已經畫了好幾個點,就可以從其大概的輪廓去臆測斷崖之間那些隱形大陸的形狀?

把取樣的幾個點用平滑的曲線相連接,隻不過是一種數學的直覺,終究不能當做直接的證據。說好聽點兒叫直覺,說難聽點兒無非就是想當然。就算二次函數的圖像怎麼看都不是直線,也還是不明白它具體的形狀。畫圖隻能輔助理解,但對於函數的解析式,還是要和圖像結合起來看,把抽象的東西用直觀去感受才行。

二次函數y\u003dax2+bx+c,暫時不考慮“bx+c”這個部分,就把它主要的部分、也是唯一能決定它究竟是否是一個二次函數的部分“ax2”拿出來看。“x2”相當於一個乘法,當x的絕對值很小的時候,“x2”也很小,甚至於當x的絕對值小於1的時候,反而會越乘越小。X的絕對值大於1以後,x的絕對值越大,x2也越大,而且一開始隻是大一點點,到後來就越來越大。所以在數值的增長上,二次函數並非是均勻變化的,也根本不可能是一條直線。

這恐怕是對“萬事開頭難”的最好詮釋了。

光知道它是曲線不夠,還要具體地去了解它是一條什麼樣的曲線。“ax2”在原始條件下,不人為地去劃分定義域,可以看出來是對稱的,這裏的“a”就類似於一次函數中的斜率,可以表達曲線的一種坡度。無論a是正數還是負數,它都是一個開口的曲線,很直觀。接下來把“bx+c”納入考慮,則“c”在此處起到的作用是隻是影響曲線的相對位置,對它的形狀並沒有影響。所以c是幾都沒有關係,重點應該考慮的,還是“bx”。“ax2+bx”不能直接看出曲線的形狀,需要將其拆分為“x(ax+b)”。設函數y1\u003dax+b,畫出這個一次函數的圖像……

不行了,蕭淩衝手裏沒有筆。他試圖想象這個畫麵,但隻像是速度凝滯的水流。抬眼,往那少女的方向看過去,像是求助,又不開口。

“……你想怎樣?”

“沒有筆。”

蕭淩衝的眼前,忽然幻化出一塊黑板。

“你的意念就是粉筆。”

應該有四種情況——蕭淩衝試探性地動了心念,字跡和圖表便真的都自動顯現出來——①a>0,b>0;②a>0,b<0;③a<0,b>0;④a<0,b<0。

這幾個函數的圖像都是初中的內容,按理說來,當年臨考前的蕭淩衝,還真個是死記硬背的。可現在,他卻奇跡般地僅憑理解畫出了它們,即使思維的速度看起來有些遲緩,怕出錯了似的。

當a和b都大於0的時候,可以直觀地看到,一次函數的直線分布在了三個不同的象限內,如果就三種情況而言分別進行討論……那麼……

第一種,當x大於0的時候,ax+b必然是大於0的。所以x(ax+b)也必然是大於0的。並且當x增大的時候ax+b也增大,所以這一段的曲線也必然是遞增的。因為x\u003d0的時候,二次函數y\u003dx(ax+b)必然過原點,所以過原點在第一象限畫一條向上的曲線。

第二種和第三種都是x<0,其中,x<0但y1>0的情況稍微複雜一點。

在x和y1都小於0的情況下,因為兩個值都小於0,所以它們二者的乘積是大於0的。x減小的時候y1也減小,所以兩者的絕對值都增大,所以它們的乘積隨著x的減小而增大。所以在第二象限畫一條遞減的曲線。

x<0但y1>0的時候,兩者的乘積是一個負數。所以這一段的曲線應該畫在第三象限。當x減小的時候,x的絕對值是增大的,與此同時y1的值也減小,但y1的絕對值同樣減小。在我們已經確定二者的乘積是一個負數的時候,要確定它的變化,需要看兩者乘積的絕對值,也就要看這兩個相乘的數值的絕對值。但這個乘積的絕對值最大的時候,其實是要兩者的絕對值相差不能太大……雖然蕭淩衝也不明白為什麼。不管怎麼說,所以,這一塊,二次函數y\u003d x(ax+b)的曲線形狀應該是一個有最低點的穀形曲線。至此可以發現,二次函數的曲線形狀就是這種類型的——雖然它仍然隻能告訴他一個大概的類型,而不精確到曲率的變化。